Аппараты теплообменные кожухотрубчатые с U-образными трубами и трубные пучки к ним
- Описание
- Характеристики
- Отзывы 0
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты с U-образными трубами (теплообменники) — далее аппараты типа ТУ и их модификации предназначены для теплообмена жидких и газообразных сред в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности и изготавливаются для внутрироссийских и зарубежных поставок. Теплообменники с U-образными трубами изготавливаются по ТУ 3612-023-00220302-01.
В аппаратах применяются гладкие (Г) теплообменные трубы. В технически обоснованных случаях допускается применение диафрагмированных (Д) теплообменных труб с накатными кольцевыми канавками.
Аппараты могут эксплуатироваться в условиях макроклиматических районов с умеренным и тропическим климатом. Климатическое исполнение (У) и (Т), категория изделия 1 по ГОСТ 15150.
Аппараты рассчитаны на установку в географических районах сейсмичностью менее 7 баллов по принятой в РФ 12-ти бальной шкале.
Аппараты теплообменные кожухотрубчатые с U-образными трубами предназначены для чистых сред при больших разностях температур кожуха и труб.
Теплообменник кожухотрубчатый с U-образными трубами типа ТУ
Основные технические характеристики теплообменников кожухотрубчатых ТУ:
|
Наименование параметров |
Назначение параметров для теплообменных аппаратов ТУ |
|
| Температура теплообменивающих сред, ºC±5ºC | в кожухе |
от минус 30ºC до плюс 450ºC |
| в трубах | ||
| Диаметр кожуха, мм | наружный (при изготовлении из трубы) |
325 |
| внутренний (при изготовлении из листа) |
400*; 500*; 600*; 700*; 800; 900; 1000; 1200; 1400 |
|
| Поверхность теплообмена, м² |
12 — 1370 |
|
| Условное давление, МПа в кожухе для аппаратов диаметром, мм | 325 |
2,5; 4,0 |
| 400, 500 |
2,5; 4,0; 6,3 |
|
| 600, 700, 800 |
1,6; 2,5; 4,0; 6,3 |
|
| 900, 1000 |
1,6; 2,5; 4,0 |
|
| 1200 |
1,6; 2,5 |
|
| Условное давление МПа в трубах для аппаратов диаметром, мм | 325 |
2,5; 4,0 |
| 400, 500 |
2,5; 4,0; 6,3 |
|
| 600, 700, 800 |
1,6; 2,5; 4,0; 6,3 |
|
| 900, 1000 |
1,6; 2,5; 4,0 |
|
| 1200, 1400 |
1,6; 2,5 |
|
| Длина теплообменных труб, мм для аппаратов диаметром, мм | 325, 400, 500 |
3000; 6000 |
| 600, 700 |
6000 |
|
| 800, 900, 1000, 1200, 1400 |
6000; 9000 |
|
| Наружный диаметр и толщина стенки теплообменных труб, мм |
20х2; 25х2; 25х2,5 ** |
|
| Число ходов по трубам для аппаратов диаметром, мм | 325, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400 |
2 |
| Масса аппаратов, кг |
700 ÷ 31340 |
|
| Схема расположения теплообменных труб в трубных решетках и перегородках |
по вершинам равносторонних треугольников |
|
*Допускается изготавливать кожух аппаратов из труб наружным диаметром 426, 530, 630, 720 мм.
**Трубы 25×2 следует применять из сталей высоколегированных марок и латуни. Трубы 25×2,5 следует применять из сталей углеродистых и низколегированных марок.
В кожухотрубчатых аппаратах этой конструкции обеспечивается свободное удлинение труб, что исключает возможность возникновения температурных напряжений.
Такие аппараты состоят из кожуха, трубного пучка, имеющего одну трубную решетку, и U-образных труб. Трубная решетка вместе с распределительной камерой крепится к кожуху аппарата на фланце. Для обеспечения раздельного ввода и вывода циркулирующего по трубам теплоносителя в распределительной камере предусмотрена перегородка.
Теплообменники типа У являются двухходовыми по трубному пространству и одно- или двухходовыми по межтрубному пространству. В последнем случае в аппарате устанавливается продольная перегородка, извлекаемая из кожуха вместе с трубным пучком. Для исключения перетекания теплоносителя в зазорах между кожухом аппарата и перегородкой у стенки кожуха устанавливают гибкие металлические пластины или прокладку из прорезиненного асбестового шнура, уложенную в паз перегородки.
В аппаратах типа У обеспечивается свободное температурное удлинение труб: каждая труба может расширяться независимо от кожуха и соседних труб. Разность температур стенок труб по ходам в этих аппаратах не должна превышать 100ºС. В противном случае могут возникнуть опасные температурные напряжения в трубной решетке вследствие температурного скачка на линии стыка двух ее частей.
Преимущество конструкции аппарата типа У – возможность периодического извлечения трубного пучка для очистки наружной поверхности труб или полной замены пучка. Однако следует отметить, что наружная поверхность труб в этих аппаратах неудобна для механической очистки.
Поскольку механическая очистка внутренней поверхности труб в аппаратах типа У практически невозможна, в трубное пространство таких аппаратов следует направлять среду, не образующую отложений, которые требуют механической очистки.
Внутреннюю поверхность труб в этих аппаратах очищают водой, водяным паром, горячими нефтепродуктами или химическими реагентами. Иногда используют гидромеханический способ (подача в трубное пространство потока жидкости, содержащей абразивный материал, твердые шары и др.).
Дополнительные технические характеристики:
Материальное исполнение для аппаратов
|
Исполнение аппарата по материалу |
Материал |
||||
|
кожуха и крышки |
распределительной камеры и крышки |
теплообменных труб |
трубной решетки |
перегородки |
|
|
М1 |
Ст3сп по ГОСТ 380, ГОСТ 14637 Сталь марки 16Г по ГОСТ 5520 Трубы-сталь марки 20 по ГОСТ 1050, ГОСТ 8731 гр. В или сталь Ст3 сп по ГОСТ 380, ГОСТ 10706 гр. В |
Ст3сп, по ГОСТ 380, ГОСТ 14637 Сталь марки 16ГС по ГОСТ 5520 Трубы-сталь марки 20 по ГОСТ 1050, ГОСТ 8731 гр. В или сталь марки Ст3сп по ГОСТ 380, ГОСТ 10706 гр. В |
Сталь марок 10 и 20 по ГОСТ 1050, ГОСТ 550 гр. А, ГОСТ 87331) гр. В и трубы электросварные по технической документации, утвержденной в установленном порядке2) |
Сталь марки 16ГС по ГОСТ 5520 и ГОСТ 19281, ГОСТ 8479 гр. IV-КП. 245 |
Ст 3сп по ГОСТ 380, ГОСТ 14637 |
|
М4 |
См. исполнение М1 |
Двухслойная сталь марки 16ГС+08Х13 или Ст3сп+08Х13 по ГОСТ 10885 |
Сталь марки15Х5М или Х8 по ГОСТ 550 гр. А |
Сталь марки 15Х5М по ГОСТ 73503) гр. М2б и ГОСТ 8479 |
См. исполнение М1 |
|
М13 |
См. исполнение М1 |
Сталь марок 12Х18Н10Т, 18Х18Н10Т по ГОСТ 5632, ГОСТ 9941 |
Сталь марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т по ГОСТ 5632, ГОСТ 7350 гр. М2б, ГОСТ 25054 гр. IV и технической документации, утвержденной в установленном порядке |
См. исполнение М1 |
|
|
Б2 |
Двухслойная сталь марки 16ГС+12Х18Н10Т Ст3сп+12Х18Н10Т по ГОСТ 10885 |
Двухслойная сталь марки 16ГС+08Х13 или Ст3сп+12Х18Н10Т по ГОСТ 10885 |
Сталь марок 12Х18Н10Т, 18Х18Н10Т по ГОСТ 5632, ГОСТ 9941 Трубы электросварные из стали марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т – по технической документации, утвержденной в установленном порядке |
Сталь марок 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т по ГОСТ 5632, ГОСТ 7350 гр. М2б, ГОСТ 25054 гр. IV и технической документации, утвержденной в установленном порядке |
Сталь марки 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632, ГОСТ 7350 гр. М2б |
|
Б3 |
Двухслойная сталь марки 16ГС+10Х17Н13М2Т или Ст3сп+10Х17Н13М2Т по ГОСТ 10885 |
Двухслойная сталь марки 16ГС+10Х17Н13М2Т или Ст3сп+10Х17Н13М2Т по ГОСТ 10885 |
Сталь марки 10Х17Н13М2Т по ГОСТ 5632, ГОСТ 9941 |
Сталь марки 10Х17Н13М2Т по ГОСТ 5632, ГОСТ 7350 гр. М2б и ГОСТ 25054 гр. IV |
Сталь марки 10Х17М2Т по ГОСТ 5632, ГОСТ 7350 гр. М2б |
|
Б74) |
Двухслойная сталь марки 16ГС+08Х13 |
Сталь марки |
Сталь марки 15Х5М |
Сталь марки 15Х5М по ГОСТ 7350 группа |
|
1) Применять только по согласованию с заказчиком
2) По согласованию с заказчиком на условное давление до 4,0 МПа и температуры до 400ºС
3) Qт≥395 МПа
4) Применять для сред не вызывающих коррозийное растрескивание
Примечания:
1) Допускается изготавливать сборочные единицы из материалов других марок, предусмотренных ОСТ 26-291 и по техническим свойствам и коррозийной стойкости не уступающим материалам, указанным в таблице.
2) Пределы применения материалов, технические требования к материалам должны соответствовать ОСТ 26-291.
3) Выбор материала прокладок следует производить с учетом рабочей среды, параметров и ее коррозийности.
4) Допускается применение спирально-навитых прокладок по ОСТ 265.240.453.
Поверхность теплообмена по наружному диаметру труб и площадь проходных сечений по трубному и межтрубному пространствам:
|
Внутренний диаметр кожуха, мм |
Наружный диаметр труб, мм |
Поверхности теплообмена, м², при длине прямого участка труб, мм |
Площадь проходного сечения одного хода по трубам, м², не менее, при толщине стенки труб, мм |
Площадь проходных сечений по межтрубному простанству, м² |
||||
|
3000 |
6000 |
9000 |
2,0 |
2,5 |
в вырезе перегородки |
между перегород-ками** |
||
|
325* |
20 |
16,3 |
32,2 |
— |
0,0084 |
— |
0,0101 |
0,0151 |
|
25 |
12,1 |
23,9 |
— |
0,0087 |
0,0079* |
0,0129 |
0,0150 |
|
|
400 |
20 |
31,4 |
61,6 |
— |
0,0161 |
— |
0,0178 |
0,0280 |
|
25 |
23,0 |
45,2 |
— |
0,0163 |
0,0148 |
0,0255 |
0,0250 |
|
|
500 |
20 |
52,0 |
101,3 |
— |
0,0263 |
— |
0,0265 |
0,0400 |
|
25 |
41,7 |
81,2 |
— |
0,0291 |
0,0264 |
0,0269 |
0,0438 |
|
|
600 |
20 |
— |
144,4 |
— |
0,0374 |
— |
0,0414 |
0,0603 |
|
25 |
— |
115,5 |
— |
0,0412 |
0,0374 |
0,0397 |
0,0586 |
|
|
700 |
20 |
— |
202,0 |
— |
0,0521 |
— |
0,0531 |
0,0720 |
|
25 |
— |
160,0 |
— |
0,0568 |
0,0515 |
0,0801 |
0,0810 |
|
|
800 |
20 |
— |
274,5 |
406,6 |
0,0703 |
— |
0,0693 |
0,0880 |
|
25 |
— |
212,5 |
314,7 |
0,0751 |
0,0681 |
0,0772 |
0,0900 |
|
|
900 |
20 |
— |
353,7 |
522,9 |
0,0902 |
— |
0,0849 |
0,1032 |
|
25 |
— |
286,9 |
423,9 |
0,1007 |
0,0914 |
0,0875 |
0,1183 |
|
|
1000 |
20 |
— |
450,0 |
664,0 |
0,1141 |
— |
0,1049 |
0,1300 |
|
25 |
— |
354,2 |
522,8 |
0,1239 |
0,1124 |
0,1063 |
0,1375 |
|
|
1200 |
20 |
— |
662,4 |
974,4 |
0,1664 |
— |
0,1496 |
0,2091 |
|
25 |
— |
554,5 |
800,7 |
0,1883 |
0,1708 |
0,1385 |
0,1999 |
|
|
1400 |
20 |
— |
934,1 |
1369,7 |
0,2323 |
— |
0,1981 |
0,2546 |
|
25 |
— |
758,8 |
1112,5 |
0,2600 |
0,2358 |
0,1953 |
0,2513 |
|
*Наружный диаметр кожуха, мм
**Проходное сечение определено для ряда 1
Масса аппаратов, кг:
|
Внутренний диаметр кожуха, Dв |
Давление, Мпа, не более |
Трубы 20х2 длиной |
Трубы 25х2 длиной |
Трубы 25х2,5 длиной |
||||||
|
3000 |
6000 |
9000 |
3000 |
6000 |
9000 |
3000 |
6000 |
9000 |
||
|
Материал труб |
||||||||||
|
сталь |
сталь |
сталь |
сталь |
сталь |
сталь |
сталь |
сталь |
сталь |
||
|
Масса, кг |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
325* |
2,5 |
730 |
1180 |
— |
700 |
1100 |
— |
720 |
1170 |
— |
|
4,0 |
780 |
1230 |
— |
750 |
1200 |
— |
770 |
1220 |
— |
|
|
400 |
2,5 |
1110 |
1910 |
— |
1000 |
1700 |
— |
1080 |
1880 |
— |
|
4,0 |
1210 |
1990 |
— |
1100 |
1780 |
— |
1180 |
1950 |
— |
|
|
6,3 |
1460 |
2350 |
— |
1350 |
2150 |
— |
1450 |
2300 |
— |
|
|
500 |
2,5 |
1630 |
2700 |
— |
1500 |
2450 |
— |
1650 |
2780 |
— |
|
4,0 |
1930 |
3130 |
— |
1800 |
2900 |
— |
1950 |
3210 |
— |
|
|
6,3 |
2370 |
3700 |
— |
2250 |
3450 |
— |
2400 |
3790 |
— |
|
|
600 |
1,6 |
— |
3980 |
— |
— |
3600 |
— |
— |
4000 |
— |
|
2,5 |
— |
4030 |
— |
— |
3700 |
— |
— |
4050 |
— |
|
|
4,0 |
— |
4430 |
— |
— |
4100 |
— |
— |
4450 |
— |
|
|
6,3 |
— |
5480 |
— |
— |
5150 |
— |
— |
5500 |
— |
|
|
700 |
1,6 |
— |
5340 |
— |
— |
4790 |
— |
— |
5330 |
— |
|
2,5 |
— |
5720 |
— |
— |
5170 |
— |
— |
5710 |
— |
|
|
4,0 |
— |
6400 |
— |
— |
5850 |
— |
— |
6390 |
— |
|
|
6,3 |
— |
7740 |
— |
— |
7190 |
— |
— |
7730 |
— |
|
|
800 |
1,6 |
— |
6650 |
9450 |
— |
5850 |
8250 |
— |
6550 |
9300 |
|
2,5 |
— |
7250 |
10050 |
— |
6450 |
8850 |
— |
7150 |
9900 |
|
|
4,0 |
— |
7950 |
11100 |
— |
7150 |
9900 |
— |
7850 |
10950 |
|
|
6,3 |
— |
9460 |
12850 |
— |
8660 |
11660 |
— |
9370 |
12700 |
|
|
900 |
1,6 |
— |
8540 |
11860 |
— |
7660 |
10570 |
— |
8630 |
11990 |
|
2,5 |
— |
9660 |
13230 |
— |
8780 |
11940 |
— |
9750 |
13360 |
|
|
4,0 |
— |
10380 |
14120 |
— |
9500 |
12830 |
— |
10470 |
14250 |
|
|
1000 |
1,6 |
— |
10370 |
14500 |
— |
9200 |
12650 |
— |
10300 |
14390 |
|
2,5 |
— |
11020 |
15450 |
— |
9850 |
13580 |
— |
10950 |
15350 |
|
|
4,0 |
— |
12370 |
17000 |
— |
11200 |
15130 |
— |
12300 |
16890 |
|
|
1200 |
1,6 |
— |
14800 |
20880 |
— |
13300 |
18620 |
— |
15100 |
21300 |
|
2,5 |
— |
15800 |
22200 |
— |
14300 |
20000 |
— |
16100 |
22620 |
|
|
1400 |
1,6 |
— |
20150 |
27960 |
— |
17850 |
24600 |
— |
20380 |
28300 |
|
2,5 |
— |
21730 |
31000 |
— |
19420 |
27630 |
— |
21960 |
31340 |
|
*Наружный диаметр корпуса
Примечания:
1) Масса аппаратов рассчитана для сталей плотностью 7,85 г/см³.
2) Трубы 25х2 следует применять из сталей высоколегированных марок и латуни.
3) Трубы 25х2,5 следует применять из сталей углеродистых и низколегированных марок.
4) Допускаемое отклонение от значения массы не должно превышать +8%.
5) Масса аппаратов рассчитана для номинальных толщин теплообменных труб и листового проката без учета массы устройства для подвешивания распределительных камер и крышек к ним.
Пределы применения теплообменных аппаратов в зависимости от диаметра кожуха, давления, исполнения по материалу и температуре:
|
Диаметр кожуха, мм |
Давление в кожухе, МПа, не более |
Исполнение по материалу |
|||||||||
| М1 | |||||||||||
М3
М4
М12
М13
Б1
Б2 и Б3
Б7
Температурный предел, ºС
от — 20
до +400
от — 20
до +200
>300
до +400
от -20
до +300
от -20
до +350
от -30
до +350
от 0
до +400
от -20
до +350от -30
до +350от -30
до +400
Теплообменники с U-образными трубами
325
2,5
+
—
+
—
+
+
—
———
426; 530
2,5; 4,0
+
—
+
—
+
+
—
———
630; 700
1,6; 2,5; 4,0
+
—
+
—
+
+
—
———
426; 530; 630; 700; 800
6,3
+
—
—
—
+
+
—
———
800; 900; 1000; 1200
1,6; 2,5; 4,0
+
—
+
—
+
+
—
+++
1400
1,6; 2,5
+
—
+
—
+
+
—
+++
Предельное расчетное давление в зависимости от расчетной температуры среды:
|
Давление в |
Предельное расчетное давление МПа, при расчетной температуре среды, ºС |
|||||||
|
до 100 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
425 |
450 |
|
|
1,0 |
1,00 |
0,93 |
0,90 |
0,75 |
0,66 |
0,58 |
— |
— |
|
1,6 |
1,60 |
1,49 |
1,40 |
1,20 |
1,10 |
0,90 |
0,80 |
0,57 |
|
2,5 |
2,5 |
2,32 |
2,25 |
1,90 |
1,70 |
1,50 |
1,30 |
0,90 |
|
4,0 |
4,00 |
3,72 |
3,50 |
3,00 |
2,60 |
2,30 |
2,00 |
1,40 |
|
6,3 |
6,30 |
6,00 |
5,40 |
4,80 |
4,00 |
3,70 |
3,20 |
2,30 |
|
8,0 |
8,0 |
7,00 |
6,80 |
6,00 |
5,20 |
4,60 |
4,00 |
3,20 |